Una vez que Francisco I. Madero ocupó la presidencia del país, Raúl desempeñó diversas comisiones militares; participó con Francisco Villa en la lucha contra la escisión de Pascual Orozco, integrando con 300 hombres el grupo Carabineros de Nuevo León para combatir la rebelión orozquista.
Con el grado de teniente coronel, formó parte de la brigada que mandó su hermano Emilio Madero, brigadier adscrito a la División del Norte, la cual fue enviada contra los orozquistas al mando del general Victoriano Huerta.
Después del asesinato de su hermano, el presidente Francisco I. Madero, en 1913, Raúl Madero se incorporó al movimiento constitucionalista encabezado por Venustiano Carranza en San Pedro de las Colonias, a la brigada Zaragoza, comandada por el coronel Eugenio Aguirre Benavides.
Al presentarse la escisión revolucionaria permaneció al lado de Francisco Villa incorporado a las fuerzas del general Felipe Ángeles, combatiendo a los carrancistas Antonio I. Villarreal y Luis Gutiérrez en Ramos Arizpe.
Correspondió al gobernador Madero concretar lo que Villa hizo en otras entidades; es decir, reunió a las clases pudientes y les exigió su cooperación en efectivo para sostener el movimiento armado y la lucha por el pueblo.
Aunque en realidad, sólo logró reunir parte de lo que Villa exigía.
Ante las circunstancias, Raúl Madero estableció su gobierno en la Hacienda del Anhelo, Coahuila, donde permaneció y combatió en forma constante hasta fines de agosto, en que se trasladó a los Estados Unidos.
En los años finales del movimiento revolucionario, Madero rompió con Villa radicándose en Nueva York estableciendo oficinas comerciales.
Durante su gobierno, se construyeron las colonias para trabajadores Ruiz Cortines y Ejército Constitucionalista, así como la hoy ciudad deportiva en Saltillo.